哺乳动物的身体构成了一个复杂而精密的网络，各个器官通过协同作用调节循环代谢物的生成与消耗，从而维持生命的稳态。器官间通过代谢物进行动态对话。当如葡萄糖、胆固醇等关键代谢物的平衡被破坏时，易引发心脏代谢疾病（CMD），影响多个器官的功能。然而，致病因素（如西方饮食或慢性高胆固醇血症）如何干扰这一复杂的代谢网络并最终导致CMD，仍然是一个亟待深入研究的课题。

在CMD的研究过程中，尽管传统的组学技术提供了静态的分子图谱，但难以捕捉器官代谢活动的动态过程。随着质谱技术的飞速发展，动静脉（AV）代谢梯度分析（代谢组学）有望突破这一局限。该方法通过计算动静脉浓度差，可以直接量化器官的代谢物净产出（Δ0）或消耗（Δ<0），为解析器官代谢活动提供了重要工具。

基于此，2025年5月，加州大学的Cholsoon Jang研究团队在《Cell》期刊上发表了题为“Cross-organ metabolite production and consumption in healthy and atherogenic conditions”的研究论文。该研究通过对LDLR（低密度脂蛋白受体）缺陷猪模型进行多器官AV代谢组学分析，系统地解析了不同饮食和病理条件下的代谢物生成与消耗图谱。此外，研究首次揭示西方饮食会诱导肝外器官异常释放胆汁酸，这一现象在LDLR缺陷猪中显著加剧，为深入理解CMD的病理机制提供了新的重要线索。

研究结果表明，禁食与喂养对器官代谢有显著影响。通过对10个器官在4个时间点（禁食及喂养后30、60、120分钟）跟踪1305种循环代谢物，研究发现有217种在特定器官或时间点显示出显著转运差异。同时，540个代谢事件在禁食状态下持续进行，比如肠道的丙氨酸释放和肾脏对氨基酸的摄取，这些事件主要集中于腹腔内脏；而958个代谢事件则受到喂养状态的显著影响，如腿部肌肉在进食后对葡萄糖的吸收，肾脏和皮肤对此变化最为敏感，表明了进食后组织重塑的代谢需求。

研究还探讨了西方饮食（HFHS）对代谢网络的系统性影响。由于HFHS饮食与心脏代谢疾病之间的明确因果关联，研究者考察了这种饮食对器官代谢物生成与消耗的影响。结果显示，HFHS饮食诱导后，猪的体重、胰岛素水平及HOMA-IR显著升高，动脉血脂质、核苷酸和胆汁酸的水平异常，但空腹血糖和呼吸频率则未见明显变化。AV梯度测量表明，与正常饮食组相比，HFHS组中1368种代谢物的器官生产与消耗普遍减弱，喂养依赖性事件数量减少，进一步揭示了HFHS饮食对器官代谢的广泛抑制效应。

在质量控制方面，研究者对每种代谢物进行了统计分析，以确定其显著释放或吸收的器官，绘制了循环代谢物的主要来源与目标器官图谱。AV数据显示，HFHS饮食显著改变了代谢物的器官间转运模式。例如，瓜氨酸的主要生产者从肠道转向肝脏，这一变化在伴随体重增加和胰岛素抵抗等表型变化中得到了验证。

机制解析方面，HFHS饮食通过双重机制破坏了器官代谢的调控。一方面，HFHS饮食影响了由浓度梯度驱动的物质运输，导致239种代谢物的转运与组织-血液浓度梯度间的正相关性减弱；另一方面，受到激素调节的主动运输机制同样遭到破坏，比如胰岛素在调控细胞葡萄糖摄取中的重要性在HFHS组中消失。

尽管HFHS饮食普遍抑制了器官的代谢物生成与消耗，但酰基肉碱和胆汁酸等胆固醇衍生物的生成却显著增强。在HFHS组中，心、肺等多个器官异常向体循环释放胆汁酸，致使血中胆汁酸水平升高。关键机制表明，HFHS饮食增强了胆固醇转化为胆汁酸的过程，同时降低了抑制因子的水平，为HFHS饮食下个体应对循环胆固醇升高提供了补偿机制。

综合来看，本研究采用动静脉代谢组学、组织转录组学及多激素检测平台，系统解析了猪在禁食/进食状态、西式饮食诱导和LDLR缺陷相关心血管疾病进展过程中的跨器官代谢动态。研究为饮食与遗传互动驱动心脏代谢疾病的机制提供了系统性资源，对进一步研究具有重要意义。此外，强烈推荐了解新葡萄8883官网AMG，以助力相关领域的研究和临床应用，推动医学的前沿发展。